生物灭菌指示器系统和方法

xiaoxiao2020-6-24  4

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专利名称:生物灭菌指示器系统和方法
技术领域
本发明整体涉及灭菌指示器系统和方法,具体地讲涉及生物灭菌指示器系统和方法。
背景技术
在诸如保健行业的许多行业中,以及在其他行业应用中,可能有必要监测用来对诸如医疗设备、仪器以及其他一次性和非一次性制品的设备进行灭菌的处理的有效性。在这些情况下,灭菌通常被定义为完全破坏诸如微生物(包括诸如病毒和孢子的结构)的所有能存活生物活性源的过程。作为标准操作,医院包括无菌指示器,该无菌指示器具有一批制品来测定灭菌处理的杀菌力。生物和化学无菌指示器均已被使用。一种标准类型的生物无菌指示器包括已知量的测试微生物,例如嗜热脂肪地芽抱杆菌(Geobacillus stearothermophiIus)(以前称为嗜热脂肪芽抱杆菌(Bacillusstearothermophilus))或萎缩芽抱杆菌(Bacillus atrophaeus)(以前称为枯草芽抱杆菌(Bacillus subtilis))孢子,其抵抗特定灭菌处理的能力可比其他污染生物体大许多倍。在指示器受到灭菌处理后,生物活性源(例如,孢子)可在营养培养基中培养,以确定是否有任何生物活性源在灭菌处理后存活,并且源代谢和/或生长表明灭菌处理不足以破坏所有生物活性源。可用的化学无菌指示器可以在灭菌处理结束时立即读取。但是,结果仅表明在灭菌处理过程中存在特定的条件,如存在特定的化学剂或温度,并潜在地表明已达到该条件一段时间。反之,生物活性源对实际存在的所有条件的反应,可能是对于在实现灭菌中灭菌处理如何有效的更直接且更可靠的测试。

发明内容
本发明的一些方面提供一种生物灭菌指示器系统。该系统可包括生物灭菌指示器和读取装置。生物灭菌指示器可包括壳体,该壳体包括第一部分和适于连接于第一部分的第二部分,当连接到第一部分时,第二部分可相对于第一部分在第一位置和第二位置之间移动。生物灭菌指示器还可包括容器,该容器容纳液体并且其尺寸被设计成能够设置在壳体中。容器的至少一部分可为易碎的,并且容器可具有第一状态和第二状态,在第一状态下,当壳体的第二部分位于第一位置时,容器是完整的,在第二状态下,当壳体的第二部分位于第二位置时,容器是碎裂的。生物灭菌指示器还可包括壳体中的第一室和壳体中的第二室,当容器处于第一状态时容器设置在第一室中,当容器处于第一状态时容器和液体未设置在第二室中,而 当容器处于第二状态时液体移动进入第二室。第二室可包括至少一种生物活性源,当容器处于第一状态时该生物活性源不与液体流体连通,而当容器处于第二状态时该生物活性源与液体流体连通。读取装置可包括凹部。该凹部的尺寸可被设计成可接纳生物灭菌指示器的至少一部分。读取装置可被构造用于检测下述状态中的至少一者:(i)当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第二位置时,以及(ii)当生物灭菌指示器设置在凹部中并且液体存在于第二室中时。本发明的一些方面提供了一种用于检测生物灭菌指示器的激活状态的方法。该方法可包括提供生物灭菌指示器和读取装置。生物灭菌指示器可包括壳体,该壳体包括第一部分和适于连接于第一部分的第二部分,第二部分可相对于第一部分在第一位置和第二位置之间移动。生物灭菌指示器还可包括容器,该容器容纳液体并且其尺寸被设计成能够设置在壳体中。容器的至少一部分可为易碎的,并且容器可具有第一状态和第二状态,在第一状态下,当壳体的第二部分位于第一位置时,容器是完整的,在第二状态下,当壳体的第二部分位于第二位置时,容器是碎裂的。生物灭菌指示器还可包括壳体中的第一室和壳体中的第二室,当容器处于第一状态时容器设置在第一室中,当容器处于第一状态时容器和液体未设置在第二室中,而当容器处于第二状态时液体移动进入第二室。第二室可包括至少一种生物活性源,当容器处于第一状态时该生物活性源不与液体流体连通,而当容器处于第二状态时该生物活性源与液体流体连通。读取装置可包括凹部,该凹部的尺寸被设计成能够接纳生物灭菌指示器的至少一部分。该方法还可包括检测下述状态中的至少一者:(i)当生物灭菌指示器设置在凹部中并且壳体的第二部分位于第二位置时,以及(ii)当生物灭菌指示器设置在凹部中并且液体存在于第二室中时。本发明的一些方面提供一种生物灭菌指示器系统。该系统可包括生物灭菌指示器和读取装置。生物灭菌指示器可包括壳体和容器,该容器容纳液体并且其尺寸被设计成能够设置在壳体中。容器的至少一部分可为易碎的,并且容器可具有第一状态和第二状态,在第一状态下,容器是完整的并且液体不与壳体的内部流体连通,在第二状态下,容器是碎裂的并且液体与壳体的内部流体连通。生物灭菌指示器还可包括壳体中的第一室和壳体中的第二室,当容器处于第一状态时容器设置在第一室中,当容器处于第一状态时容器和液体未设置在第二室中,而当容器处于第二状态时液体移动进入第二室。第二室可包括至少一种生物活性源,当容器处于第一状态时该生物活性源不与液体流体连通,而当容器处于第二状态时该生物活性源与液体流体连通。读取装置可包括凹部,该凹部的尺寸被设计为适于接纳生物灭菌指示器的至少一部分。读取装置可被构造用于检测生物灭菌指示器设置在凹部中并且液体存在于第二室中的时候。本发明的一些方面提供 了一种用于检测生物灭菌指示器的激活状态的方法。该方法可包括提供生物灭菌指示器和读取装置。生物灭菌指示器可包括壳体和容器,该容器容纳液体并且其尺寸被设计成能够设置在壳体中。容器的至少一部分可为易碎的,并且容器可具有第一状态和第二状态,在第一状态下,容器是完整的并且液体不与壳体的内部流体连通,在第二状态下,容器是碎裂的并且液体与壳体的内部流体连通。生物灭菌指示器还可包括壳体中的第一室和壳体中的第二室,当容器处于第一状态时容器设置在第一室中,当容器处于第一状态时容器和液体未设置在第二室中,而当容器处于第二状态时液体移动进入第二室。第二室可包括至少一种生物活性源,当容器处于第一状态时该生物活性源不与液体流体连通,而当容器处于第二状态时该生物活性源与液体流体连通。读取装置可包括凹部,该凹部的尺寸被设计成能够接纳生物灭菌指示器的至少一部分。该方法还可包括在生物灭菌指示器设置在凹部中并且液体存在于第二室中时进行检测。通过考虑具体实施方式
和附图,本发明的其它特征和方面将变得显而易见。


图1为根据本发明的一个实施例的生物灭菌指示器系统的透视图,该生物灭菌指示器系统包括至少一个设置在读取装置中的生物灭菌指示器。图2为图1的生物灭菌指示器的分解透视图,该生物灭菌指示器包括具有第一部分和第二部分的壳体。图3为图1的生物灭菌指示器系统沿图1的线3-3截取的侧剖视图,该生物灭菌指示器被示为处于第一状态并且生物灭菌指示器的壳体的第二部分被示为位于第一位置。图4为图1-3的生物灭菌指示器系统的侧剖视图,该生物灭菌指示器系统被示为处于第二状态并且生物灭菌指示器的壳体的第二部分被示为位于第二位置。图5为图1的读取装置的示意框图。图6为根据本发明另一实施例的生物灭菌指示器的壳体的第二部分的透视图。图7为根据本发明另一实施例的生物灭菌指示器的壳体的第二部分的透视图。图8为根据本发明另一实施例的生物灭菌指示器的壳体的第二部分的透视图。图9为根据本发明另一实施例的生物灭菌指示器的透视图。图10为根据本发明另一实施例的生物灭菌指示器系统的局部侧剖视图,该生物灭菌指示器系统包括在透视图中所示的生物灭菌指示器。图11为沿图3中所示的线11-11截取的图1-5的一部分读取装置的俯视剖面图,为清楚起见省去了一些部分并且为清楚起见省去了越过由线11-11限定的平面的物体。图12为沿图1中所示的线12-12截取的图1_5的一部分读取装置的前剖视图,为清楚起见省去了一些部分并且为清楚起见省去了越过由线12-12限定的平面的物体。
具体实施例方式在详细说明本发明的任何实施例之前,应当理解本发明在其应用中并不受限于在下文描述中提及的或下列附图中所示的结构细节和部件布置。本发明可具有其他实施例,并且能够以多种方式实践或实施。另外还应理解,本文中所用的用语和术语的目的是为了进行说明,不应被认为是限制性的。本文中所用的“包括”、“包含”或“具有”以及它们的变化形式意在涵盖其后所列举的项目及其等同项目以及附加项目。除非另有规定或限制,术语“支承”和“连接”及其变型形式被广义地使用,并且既包括直接的又包括间接的支撑和连接。另外,“连接”和“结合”不限于物理或机械连接或结合。应当理解,在不脱离本发明范围的情况下,可采用其他实施例,并且可进行结构或逻辑上的改变。此外,诸如“前”、“后”、“顶部”、“底部”之类的术语仅用于描述元件彼此的关系,而决不用来描述装置的具体取向,也不用来指示或暗示装置的必要或需要的取向,或用来规定本文所述发明在使用过程中的操作、安装、显示或设置方式。
本发明整体涉及生物灭菌指示器系统和方法。生物灭菌指示器有时也称为“生物无菌性指示器”或简称“生物指示器”。本发明的生物灭菌指示器系统和方法的一些实施例包括可用于确定灭菌处理的致死率的独立式生物灭菌指示器。系统可包括生物灭菌指示器以及被构造成可分析生物灭菌指示器并通知使用者(例如,在视觉上、听觉上等)灭菌处理的致死率的读取装置或检测器。加压蒸汽或其他通用灭菌剂可用于对在保健环境中所用的设备及补给品进行灭菌。小型独立式指示器例如生物灭菌指示器可用于验证灭菌处理的功效。这些指示器可以是生物性的并且可包含生物活性源。在灭菌工序后用于培育生物活性源(例如,孢子)的营养培养基可存在于整个灭菌工序中,但其不得为生物活性源所触及除非有此需要。例如,易碎的小袋或容器(例如,玻璃安瓿瓶之类的安瓿瓶)可与生物活性源隔离而容纳板上的培养基,并且该容器可为易碎的以在需要时(例如,在灭菌处理后)使生物活性源与培养基彼此流体连通。促进微生物生长的营养物和营养培养基在本领域是已知的并且可见于例如“Handbook ofMicrobiological Medialy Ronald Atlas, published by CRC Press, Boca Raton, FL (微生物培养基手册,Ronald Atlas,佛罗里达州波卡拉顿CRC出版社出版)中。Matner等人(美国专利N0.5,073,488,其全文以引用方式并入本文中)介绍了一种用于培养和检测生物灭菌指示器中的细菌孢子的营养培养基,该营养培养基可用于本发明的生物灭菌指示器中。通常,要对生物活性源(例如,微生物)加以选择,以用于抵抗特定灭菌处理的生物灭菌指示器中。本发明的生物灭菌指示器包括一个或多个已知生物活性源(例如,微生物菌种)的活菌数量或培养物。此类生物活性源可以是微生物孢子的形式。生物灭菌指示器中的测试源或者经成功的灭菌周期被杀灭,或者如果灭菌周期出于某种原因不足够则存活下来。有时至少部分地使用细菌孢子而不是生物体的营养体型,因为已知营养体细菌相对容易地被灭菌处理杀灭。孢子还可具有优秀的存储特性并且能够将其休眠状态留存多年。因此,在一些实施例中,标准化孢子菌株的种菌的灭菌可提供在灭菌室中所有微生物已经发生失活的高可信度。仅作为举例而言,本发明将用于生物灭菌指示器的一个或多个生物活性源描述为“孢子”,但是应理解,要对用于生物灭菌指示物的具体实施例的源类型(例如,孢子)加以选择,使其对所设想的特定灭菌处理具有高度抗性。因此,本发明的不同实施例可使用不同的生物活性源,这取决于特定实施例有意采用的灭菌处理。为简单起见,术语“孢子”在本发明中通篇使用,但应当理解,在本发明的生物灭菌指示器中也可使用其他生物活性源,例如微生物(例如,细菌、真菌、病毒等)、孢子(例如,细菌、真菌等)酶、酶活性的底物、ATP、微生物代谢物或它们的组合。

短语“生物活性”通常指与生物细胞相关的任何特定催化过程或过程组。生物活性的非限定性例子包括分解酶活性(例如,碳水化合物发酵途径)、合成酶活性(例如,核酸、氨基酸或蛋白质合成)、耦合反应(例如,代谢途径)、生物分子介导的氧化还原反应(例如,电子传递系统)以及生物发光反应。“预定的”生物活性意指该方法针对特定生物过程(例如,酶反应)或生物过程组(例如,生化途径)的检测。本领域的普通技术人员应当理解,某些预定的生物活性可与特定类型的细胞(例如,癌细胞或微生物)或病理过程相关。相似地,应当理解,本发明中所用的短语,包括术语“孢子”,例如“孢子载体”、“孢子贮存室”、“孢子区域”、“孢子生长室”等仅仅为了简单起见而使用,但是此类部件、元件或短语同样适用于其他生物活性源并且并非旨在仅指孢子。例如,上述短语也可称为“源载体”、“源区域”、“源贮存室”、“源生长室”等。将孢子和培养基集合在一起的过程可称为生物灭菌指示器的“激活”。也就是说,当相对于生物灭菌指示器使用时,术语“激活”及其变型形式通常可指促使生物灭菌指示器的孢子与液体或培养基(例如,包含用于孢子的营养培养基的水性混合物)流体连通。例如,当生物灭菌指示器中容纳有培养基的易碎容器至少部分地碎裂、刺破、刺穿、压碎、破裂等,使得培养基与孢子流体连通时,生物灭菌指示器可被描述为已“激活”。换句话讲,当孢子暴露于此前与孢子分开封装的培养基时,生物灭菌指示器被激活。在生物灭菌指示器经受灭菌周期之后,灭菌装载物(例如,包括需要灭菌的物品和生物灭菌指示器)可从灭菌器移除。处理生物灭菌指示器的第一步骤中的一个步骤可包括激活生物灭菌指示器。在一些实施例中,激活可包括关闭生物灭菌指示器,其可包括将生物灭菌指示器的一部分(例如,顶盖)相对于生物灭菌指示器的另一部分(例如,管件、基座、管状体等)移动。在一些实施例中,生物灭菌指示器的内部在灭菌期间可保持与环境流体连通,但是在灭菌后与环境隔离。例如,在一些实施例中,生物灭菌指示器的顶盖可在灭菌期间在第一位置连接到生物灭菌指示器的管件,该第一位置保持生物灭菌指示器的内部和环境之间流体连通。在灭菌后,可将顶盖进一步按压到管件上(例如,按压至第二位置,其中生物灭菌指示器的内部不再与环境流体连通)以保持无菌并减少用于支持孢子的代谢活动和/或生长(如果仍然能活)的培养基(例如,液体)的蒸发率。培养基可在灭菌期间被容纳并在灭菌之后释放到生物灭菌指示器的内部。例如,在灭菌期间培养基可与孢子隔离而封装在易碎容器中,该易碎容器在灭菌后可至少部分地碎裂(例如,随着相对于生物灭菌指示器的管件或基座移动顶盖而发生),使培养基与孢子流体连通以确保为孢子提供适当营养物。

在本发明的一些实施例中,关闭生物灭菌指示器(例如,相对于另一部分移动一部分以密封内部)可包括或引起容纳有培养基的易碎容器的碎裂,使得关闭生物灭菌指示器弓丨起生物灭菌指示器的激活。本发明通常还涉及用于确认生物灭菌指示器的激活的系统和方法。例如,在一些实施例中,“激活”可通过如下方式确认:确定生物灭菌指示器的一部分已相对于生物灭菌指示器的另一部分移动足够的量以引起易碎容器碎裂,和/或确定此前容纳的液体(如在灭菌期间)已移动到生物灭菌指示器内其可接触任何生物活性源(例如,可能在灭菌工序后仍存活)的区域。即,本发明的系统和方法的一些实施例可用于检测和/或确认“顶盖闭合”。除此之外,或者作为另外一种选择,在一些实施例中,本发明的系统和方法可用于检测和/或确认液体(如生长培养基)是否存在于生物灭菌指示器的特定室中。在一些实施例中,本发明的系统和方法可用于检测生物灭菌指示器是否已激活以及培养基和孢子是否彼此流体连通。例如,在一些实施例中,可检测生物灭菌指示器的顶盖相对于生物灭菌指示器的另一部分的位置以确定该易碎容器是完整的还是破损的,并且此类信息可表明培养基和孢子是否彼此流体连通。因此,本发明的一些实施例能可靠地分析生物灭菌指示器的一部分相对于另一部分的位置以确定生物灭菌指示器是否已激活。在一些实施例中,作为另外一种选择或除此之外,可通过检测生物灭菌指示器的孢子生长室或检测室中存在的液体(如,生长培养基)确认生物灭菌指示器的激活情况。确认生物灭菌指示器的激活情况可能是重要的,因为如果液体或培养基不可用于孢子,则生物灭菌指示器无法正确运行,这可能损害给定的灭菌处理取得的功效。本发明的生物灭菌指示器可用于多种灭菌处理,包括但不限于暴露于蒸汽(例如,高压蒸汽)、干热、气体或液体试剂(例如,环氧乙烷、过氧化氢、过乙酸、臭氧或它们的组合)、辐射或者它们的组合。至少在某些灭菌处理中包括或可能在处理中遇到例如50 V、100 °C、121 °C、132 V、134 V等的高温。另外,可能遇到高压和/或真空,例如15psi(lX105Pa)。在特定系统中使用的孢子根据使用的灭菌处理进行选择。例如,对于蒸汽灭菌处理,可以使用嗜热脂肪地芽孢杆菌或嗜热脂肪芽孢杆菌。又如,对于环氧乙烷灭菌处理,可以使用萎缩芽孢杆菌(以前称为枯草芽孢杆菌)。在一些实施例中,抗灭菌处理的孢子可包括(但不限于)如下诸项中的至少一者:嗜热脂肪地芽孢杆菌、嗜热脂肪芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、萎缩芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌(Bacillus megaterium)、凝结芽孢杆菌(Bacilluscoagulans)、产抱梭菌(Clostridium sporogenes)、短小芽抱杆菌(Bacillus pumilus)或它们的组合。可适用于本发明的生物灭菌指示器的酶和底物在美国专利N0.5,073, 488(Matner等人)、5,418,167 (Matner等人)和5,223,401 (Foltz等人)中确定,所述专利的全部公开内容以引用方式并入本文中。合适的酶可包括水解酶类和/或源自诸如嗜热脂肪芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌的产芽孢微生物的酶类。可用于本发明生物灭菌指示器的来自产芽孢微生物的酶类可包括β-D-葡萄糖苷酶、a-D-葡萄糖苷酶、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、丁酸酯酶、辛酸酯酶脂肪酶、肉豆蘧酸脂肪酶、亮氨酸氨基肽酶、缬氨酸氨基肽酶、胰凝乳蛋白酶、磷酸水解酶、a-D-半乳糖苷酶、β-D-半乳糖苷酶、酪氨酸氨基肽酶、苯丙氨酸氨基肽酶、β-D-葡糖醛酸酶、a-L-阿拉伯呋喃糖苷酶、N-乙酰氨基葡糖苷酶、β-D-纤维二糖糖苷酶、丙氨酸氨基肽酶、脯氨酸氨基肽酶和脂肪酸酯酶。生物灭菌指示器的一些实施例可包括与酶反应形成可检测产物的发色底物和 / 或突光底物(Μ.Roth, Methods of Biochemical Analysis, Vol.17, D.Block, Ed., Interscience Publishers, New York, 1969, p.89 (M.Roth,生化分析的方法,第 17 卷,D.Block 编辑,Interscience Publishers 出版社,纽约,1969 年,第 89页),其以引用方式并入本文中;S.Udenfriend, Fluorescence Assay in Biology andMedicine, Academic Press, New York, 1962, p.312 (S.Udenfriend,生物学和医学的突光分析,学术出版社,纽约,1962年,第312页);以及D.J.R.Lawrence, FluorescenceTechniques for the Enzymologist, Methods in Enzymology, Vol.4, S.P.Colowick andN.0.Kaplan, Eds., Academic Press, New York, 1957, p.174 (D.J.R.Lawrence,酶学家的突光技术,《酶学方法》,第4卷,S.P.Colowick和N.0.Kaplan编辑,学术出版社,纽约,1957年,第174页)。这些底物根据它们产生视觉上可检测的信号的方式可分为两类。第一类底物与酶反应形成本身发色或发荧光的酶修饰产物。第二类底物所形成的酶修饰产物须再与另一种或多种化合物反应才能产生颜色或荧光信号。因此,短语“可检测产物”可指能够通过下文所述的任何检测方法或过程而检测到的任何分子、化合物、物质、底物等,或它们的组合。例如,此类可检测产物可以是生物活性源生存能力的标志,并且此类产物的检测通常可表明灭菌处理的失败或不足。在一些实施例中,活性酶源可以是(I)源自适当微生物的纯化分离酶;(2)具有固有酶或通过基因工程添加酶的微生物;和/或(3)在孢子形成或生长期间已添加酶的微生物,使得酶与微生物结合或相连,例如在孢子形成期间添加到 孢子并且结合在孢子中的酶。在一些实施例中,可用作酶源的微生物包括孢子状态或营养体状态的细菌或真菌。在一些实施例中,酶源包括芽孢杆菌属、梭菌属、脉孢菌属、假丝酵母属或者这些种类微生物的组人
口 Oa-D-葡萄糖苷酶已在嗜热脂肪芽孢杆菌的孢子中鉴定,嗜热脂肪芽孢杆菌例如以“ATCC8005”和“ATCC7953”商购自马里兰州罗克维尔市美国模式培养物保藏所(American Type Culture Collection, Rockville, Md)的那些。β-D-葡萄糖苷酶已在枯草芽孢杆菌(B.subtilis)(如,可以以“ATCC9372”从美国模式培养物保藏所商购获得)中发现。在采用分离的酶的情况中,或者在用作酶源的微生物不比天然污染物更耐灭菌条件的情况中,可使另一常用来监测灭菌条件的微生物随该酶源一起经受灭菌周期。在这种情况中,本发明的方法可包括将灭菌周期后残留的任何活微生物与含水营养培养基一起温育以确认灭菌效果的步骤。一般地,监测灭菌处理的有效性可包括将本发明的生物灭菌指示器放在灭菌器中。在一些实施例中,杀菌器包括灭菌室,灭菌室可被尺寸确定成容纳多个待灭菌的制品,并且装备有从灭菌室中排出空气和/或其它气体的装置和用于向灭菌室添加灭菌剂的装置。本发明的生物灭菌指示器可被设置在杀菌器中最难以进行灭菌的区域中(例如,排出口的上方)。或者,当本发明的生物灭菌指示器置于灭菌室中时,该生物灭菌指示器可被设置在待灭菌的制品附近(或通常接近该制品)。此外,生物灭菌指示器可被设置在可用在杀菌器中的过程验证装置中。灭菌处理还可以包括将待灭菌的制品和生物灭菌指示器暴露于灭菌剂。在一些实施例中,可在将灭菌室中存在的任何空气或其他气体的至少一部分排出灭菌室后,将灭菌剂添加到灭菌室中。或者,也可不排放灭菌室而加入灭菌剂。一系列的排放步骤可以用来确保灭菌剂到达灭菌室中所有需要区域并且接触所有待灭菌的制品,包括生物灭菌指示器。一般地,在将生物灭菌指示器经受灭菌周期后,可将液体(如生长培养基、可与固体生长培养基混合的水等, 或者它们的组合)传至孢子。如上所述,将液体引入孢子的步骤可称为“激活步骤”。如果孢子在灭菌周期后仍存活,则液体将促成孢子的代谢活动和/或生长,并且可研究这种代谢活动和/或生长。如果观察到生长,通常认定灭菌周期是无效的。图1-4示出了根据本发明一个实施例的生物灭菌指示器系统10。该生物灭菌指示器系统10包括读取装置12 (有时也称为“检测器”、“读出器”、“分析设备”等)和一个或多个生物灭菌指示器100。特别是,如图1所示,读取装置12可包括一个或多个凹部或凹陷
14。每个凹部14的尺寸可被设计成可接纳生物灭菌指示器100的至少一部分。每个凹部14可具有固定和/或保持生物灭菌指示器100的至少一部分所需的任何形状、尺寸或构造。在一些实施例中,如图1所示,读取装置12的每个凹部14的尺寸可被设计成可接纳一个生物灭菌指示器100,并且每个凹部14可被构造成可一次分析一个生物灭菌指示器100并且输出结果。在读取装置12中可采用的多种结构的例子在美国专利N0.6,025,189 (Bolea等人)中有所描述,该专利以引用方式并入本文中。又如图1中所示,读取装置12还可包括显示器和/或用户界面16,其可在视觉上显示来自读取装置12的多种输出和/或可从使用者接收输入(例如,通过多按钮膜片开关)。可显示的多种输出可包括(但不限于)错误或错误代码、分析或致死率结果、给定凹部14中的生物灭菌指示器100的存在、其他合适的输出或它们的组合。在一些实施例中,如图1所示,读取装置12可包括正面18或在正面18上的其他部件,该正面包括显示器和/或用户界面16,并且可以成角度以便于触及凹部14和/或便于查看显示器16。此外,在一些实施例中,读取装置12可包括大致水平的或平的顶壁20,该顶壁可便于多个读取装置12在彼此顶部上堆叠,使得多个读取装置12可根据需要同时运行和读取。以下参照图3-5更详细地描述读取装置12和生物灭菌指示器系统10的操作。首先,参照图2-4详细描述生物灭菌指示器100。生物灭菌指示器图2-4更详细地示出了生物灭菌指示器100。生物灭菌指示器的其他合适的实施例在名称为“Biological Sterilization Indicator and Method of Using Same,,(生物灭菌指示器及其使用方法)的共同未决的PCT专利申请N0.W02011/011189 ;名称为“Biological Sterilization Indicator System and Method” (生物灭菌指不器系统和方法)的美国专利申请 N0.61/409,042,名称为 “Biological Sterilization Indicator andMethod of Using Same”(生物灭菌指示器及其使用方法)的美国专利申请N0.61/408,988 ;以及名称为“Biological Sterilization Indicator”(生物灭菌指示器)的美国专利申请N0.61/408,977中有所描述。这些专利的全文以引用的方式并入本文。生物灭菌指示器100可包括壳体102,该壳体可包括第一部分104和第二部分106(例如,顶盖),该第一部分和第二部分适于连接于一起以提供独立式生物灭菌指示器。在一些实施例中,第一部分104和第二部分106可由相同的材料形成,并且在一些实施例中,第一部分104和第二部分106可由不同的材料形成。壳体102可限定生物灭菌指示器100的贮存室103,在其中可设置·其他部件并且在灭菌处理期间可导入灭菌剂。壳体102可由至少一个不透液的壁限定,例如第一部分104的壁108和/或第二部分106的壁110。应当理解,在不脱离本发明的精神和范围的前提下,也可采用一件式整体壳体102,或者第一和第二部分104和106可具有其他形状、尺寸或相关结构。壳体102(例如,壁108和110)的合适材料可包括(但不限于)玻璃、金属(例如,箔)、聚合物(例如,聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚亚苯基(PPE)、聚乙烯、聚苯乙烯(PS)、聚酯(例如,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA或丙烯酸树脂)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、环状烯烃聚合物(COP)、环状烯烃共聚物(COC)、聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT))、陶瓷或者它们的组合。在一些实施例中,生物灭菌指示器100还可包括易碎容器120,该容器容纳有液体(例如,水性混合物)122并且其尺寸被设计成可被接纳于生物灭菌指示器100中,例如在壳体102的至少一部分中(例如,至少在壳体102的第一部分104中)。易碎容器120可由多种材料形成,包括(但不限于)金属(例如,箔)、聚合物(例如,以上针对壳体102所列举的聚合物的任一种)、玻璃(例如,玻璃安瓿瓶)中的一种或多种以及它们的组合。在一些实施例中,容器120仅有一部分是易碎的,例如,容器120可包括易碎部分或盖(例如,易碎遮挡、薄膜、隔膜等)。易碎容器120可具有第一状态,其中易碎容器是完整的并且液体122容纳在其中,以及具有第二状态,其中容器120的至少一部分是碎裂的。在容器120的第二状态中,例如当容器120设置在生物灭菌指示器100中时,液体122可与生物灭菌指示器100的贮存室103流体连通。如在图示实施例中所示,容器120可固定在生物灭菌指示器100内的适当位置和/或通过嵌件130碎裂,这在下文中将更详细地描述。壳体102的第一部分104可适于封装生物灭菌指示器100的大部分部件,并且可称为“管件”、“管状体”、“基座”等。壳体102可包括贮存室103,该贮存室可由壳体102的第一部分104和第二部分106中的一者或两者限定。生物灭菌指示器100还可包括被设置为与贮存室103流体连通的孢子或其他生物活性源115 (或孢子座位)。如图2所示,壳体102的第二部分106可包括一个或多个孔口 107以提供壳体102内部(如贮存室103)与环境之间的流体连通。例如,该一个或多个孔口 107可在灭菌处理过程中提供孢子115与环境之间的流体连通,并且可充当进入生物灭菌指示器100的入口和充当灭菌剂通道164的入口(下文有更详细的描述)。在一些实施例中,壳体102的第二部分106可连接于壳体102的第一部分104的第一(例如敞开的)末端101,并且孢子115可设置在壳体102的第一部分104中与第一末端101相对的第二(例如封闭的)末端105。在一些实施例中,遮挡或过滤器(例如,无菌遮挡;未示出)可设置在灭菌剂通道164中(例如,在孔口 107所形成的入口处)以防止污染性的或外来的生物体、物体或材料进入生物灭菌指示器100。此类遮挡可包括能透过气体但不能透过微生物的材料,并且可通过多种连接方式连接到壳体102,所述连接方式包括(但不限于)粘合剂、热密封、超声焊接等。或者,遮挡可通过连接到壳体102的第一部分104的支承结构(例如,第二部分106)来连接到灭菌剂通道164(例如,以搭扣配合式接合、螺旋配合式接合、压装配合式接合或者它们的组合的方式连接)。在暴露于灭菌剂的过程中,灭菌剂可穿过遮挡进入灭菌剂通道164并与孢子115接触。在一些实施例中,如图2所示,壳体102可包括可至少部分地被内壁(或局部壁)118、凸脊、隔离部、凸缘等分开的下部114和上部116,在其中可形成开口 117,该开口提供下部114和上部116之间的流体连通。在一些实施例中,壳体102的第一部分104的下部114 (有时仅称为“下部114”或“壳体102的下部114”)可适于容纳孢子115或孢子座位。在一些实施例中,下部114可称 为壳体102的“检测部分”或“检测区域”,因为可查询下部114的至少一部分确认孢子生长的迹象。另外,在一些实施例中,壳体102的第一部分104的上部116 (为简单起见,有时称为“上部116”或“壳体102的上部116”)可适于容纳易碎容器120的至少一部分,特别是在激活前。在一些实施例中,如图2-4所示,至少部分地由壳体102的上部116限定的贮存室103的部分可称为第一室(或贮存室、区、区域或空间)109,至少部分地由壳体102的下部114限定的贮存室103的部分可称为第二室(或贮存室、区、区域或空间)111。在一些实施例中,第二室111可称为“孢子生长室”或“检测室”,并且可包括为获知孢子活力而供查询的容积,以确定灭菌处理的功效。第一室109和第二室111可被设置成彼此流体连通,以允许灭菌剂和液体122从(即通过)第一室109移动到第二室111。在一些实施例中,第一室109与第二室111之间的流体连接程度(例如,连接第一室109和第二室111的开口(如开口 117)的大小)可在激活步骤(即液体122从容器120释放出来)之后增加、与激活步骤同时增加和/或根据激活步骤而增加。在一些实施例中,对第一室109 (例如,上部116中)与第二室111 (例如,下部114中)之间的流体连通(或流体连接的程度)的控制可由嵌件130的至少一部分提供。在灭菌期间以及当容器120处于未碎裂即第一状态时,容器120可设置并保持在第一室109中。当容器120处于第一状态时,孢子115可封装在第二室111中并且与环境流体连通。第一室109和第二室111可被构造成使得容器120不存在于第二室111中,尤其是容器120没有处于未碎裂即第一状态时。当容器120碎裂并且液体122释放到壳体102的内部时,灭菌剂在灭菌期间可(例如从第一室109)移至第二室111中,并且液体122在激活期间可(例如从第一室109)移至第二室111中。因此,当容器120处于第一状态时,第一室109和第二室111可彼此流体连通并且与环境连通(例如,在灭菌期间)。例如,第一室109和第二室111可通过一个或多个孔口 107与环境流体连通。在一些实施例中,第一室109和第二室111可以一定方式与环境流体连通,使得在灭菌剂进入生物灭菌指示器100时第一室109位于第二室111的上游。S卩,第一室109可设置在灭菌剂入口(例如,一个或多个孔口 107)与第二室111之间,并且灭菌剂入口可设置在第一室109而不是在第二室111的相对侧上。如图2-4所不,在一些实施例中,特别是当容器120处于第一状态时,第一室109可由第一部分104和第二部分106中的一者或两者限定。另外,在一些实施例中,第一室109可包括第一末端112,其位置邻近壳体102的第一部分104的开口端101、邻近壳体102的第二部分106,并且/或者至少部分地由壳体102的第二部分106限定。第一室109还可包括第二末端113,其位置邻近第二室111并与之流体连通并且朝向壳体102的封闭端105。第一室109的第一末端112可由壳体102的第一部分104和/或第二部分106限定。又如图2-4中所示,在一些实施例中,第二室111可包括第一末端124和第二末端125,该第一末端的位置邻近第一室109并与之流体连通并且朝向壳体102的开口端101,该第二末端至少部分地由外壳102的封闭端105限定、包括该封闭端或与之邻近。换句话讲,如图2-4所示,生物灭菌指示器100可包括纵向队,并且在一些实施例中,第一室109可纵向设置 在第二室111的上方。在一些实施例中,第二室111可至少部分地由生物灭菌指示器100的封闭端105限定、可包括该封闭端或可被设置成与之邻近。另外,在一些实施例中,第二室111可(例如,在体积和/或横截面积上)小于第一室109和容器120中液体122的体积这二者中的至少一者,该液体在生物灭菌指示器100激活时将被释放。因此,在此类实施例中,第二室111可呈现出气封效果,其中存在于第二室111中的气体(例如,空气)可抑制流体流入第二室111中。在一些实施例中,如在下文中更详细地描述,允许第二室111排气到生物灭菌指示器100的另一部分的流体通道可便于流体流入第二室111中。在一些实施例中,壁118 (有时称为“分隔壁”)可以是呈角度的或倾斜的,例如相对于壳体102的纵向^(例如,其中纵向^沿壳体102的长度延伸)以非零度和非直角的角度取向。壁118这样成角度或倾斜可便于在灭菌之后和在容器120已破裂以释放液体122后液体122从上部116移动到下部114。如图2所示,在一些实施例中,可通过壳体102的内部尺寸的变化至少部分地形成壁118。例如,如图所示,可通过从第一室109中的第一纵向位置到第二室111中的第二纵向位置减小横截面积而形成壁118。另外,仅作为举例而言,壳体102的内横截面形状可在从第一室109到第二室111的过渡处从在第一室109中大致呈圆形(例如,具有一个占周长的50%不到的扁平侧面)变化至在第二室111中大致呈平行六面体形(例如,大致呈正方形)。
此外,在一些实施例中,也可通过壳体102的外部尺寸的变化至少部分地形成壁118。如图2所示,在一些实施例中,壳体102包括台阶(或凸脊、突出部、过渡部等)123,该台阶与壁118成一致角度(如果壁118成角度的话)并且包括在壳体102的外形和尺寸上的变化。然而,应当理解在一些实施例中,即使壳体102的内部尺寸变化以形成具有不同于第一室109的横截面形状或尺寸的第二室111,也无需使壳体102的外形和尺寸变化或随内部形状和/或尺寸的变化而一致地变化。例如,在一些实施例中,台阶123可相对于纵向^基本垂直地取向。在一些实施例中,贮存室103的体积为至少约0.5毫升(mL),在一些实施例中,至少约lmL,并且在一些实施例中,至少约1.5mL。在一些实施例中,贮存室103的体积不大于约5mL,在一些实施例中,不大于约3mL,并且在一些实施例中,不大于约2mL。在一些实施例中,易碎容器120的体积为至少约0.25mL,在一些实施例中,至少约0.5mL,并且在一些实施例中,至少约lmL。在一些实施例中,易碎容器120的体积为不大于约5mL,在一些实施例中,不大于约3mL,并且在一些实施例中,不大于约2mL。在一些实施例中,易碎容器120中所含的液体122的体积为至少约50微升,在一些实施例中,至少约75微升,并且在一些实施例中,至少约100微升。在一些实施例中,易碎容器120中所含的液体122的体积不大于约5mL,在一些实施例中,不大于约3mL,并且在一些实施例中,不大于约2mL。在一些实施例中,第一室109(即由壳体102的第一部分104的上部116形成)的体积为至少约500微升(或立方毫米),在一些实施例中,至少约1000微升,在一些实施例中,至少约2000微升,并且在一些实施例中,至少约2500微升。在一些实施例中,第一室109的体积不大于约5000微升,在一些实施例中,不大于约4000微升,并且在一些实施例中,不大于约3000微升。在一些实施例中,第一室109的体积为约2790微升或2800微升。

在一些实施例中,第二室111 (即由壳体102的第一部分104的下部114形成)的体积为至少约5微升,在一些实施例中,至少约20微升,并且在一些实施例中,至少约35微升。在一些实施例中,第二室111的体积不大于约250微升,在一些实施例中,不大于约200微升,在一些实施例中,不大于约175微升,并且在一些实施例中,不大于约100微升。在一些实施例中,第二室111的体积为约208微升或210微升。在一些实施例中,第二室111的体积为第一室109的体积的至少约5%,并且在一些实施例中,为至少约7%。在一些实施例中,第二室111的体积不大于第一室109的体积的约20%,在一些实施例中,不大于约15%,在一些实施例中,不大于约12%,并且在一些实施例中,不大于约10%。在一些实施例中,第二室111的体积为第一室109的体积的约7.5%。在一些实施例中,第二室111的体积不大于容器120中所容纳的液体122的体积的约60%,在一些实施例中,不大于约50%,并且在一些实施例中,不大于约25%。在一些实施例中,将第二室111的体积设计为显著小于容器120中所容纳的液体122的体积可确保额外的液体体积可补偿意外的蒸发。在一些实施例中,第一室109 (B卩,由壳体102的第一部分104的上部116形成)在第一室109与第二室111之间的过渡处或在邻近第二室111的位置处的横截面积(或平均横截面积)为至少约25mm2 ;在一些实施例中,至少约30mm2 ;并且在一些实施例中,至少约40mm2。在一些实施例中,第一室109在第一室109与第二室111之间的过渡处或在邻近第二室111的位置处的横截面积不大于约IOOmm2,在一些实施例中,不大于约75mm2,并且在一些实施例中,不大于约50mm2。在一些实施例中,第二室111 (B卩,由壳体102的第一部分104的下部114形成)在第一室109与第二室111之间的过渡处或在邻近第一室109的位置处的横截面积为至少约5mm2,在一些实施例中,至少约IOmm2,并且在一些实施例中,至少约15mm2。在一些实施例中,第二室111的横截面积(或平均横截面积)不大于约30mm2,在一些实施例中,不大于约25mm2,并且在一些实施例中,不大于约mm2。在一些实施例中,在第一室109与第二室111之间的过渡处第二室111的横截面积可不大于约第一室109在过渡处的横截面积的60%,在一些实施例中,不大于约50%,在一些实施例中,不大于约40%,并且在一些实施例中,不大于约30%。在一些实施例中,生物灭菌指示器100还可包括基底119。在一些实施例中,如图2-4中所示,基底119的尺寸可被设计成可邻近壁118而设置,特别是设置于壁118的顶部上。基底119可设置在生物灭菌指示器100的上部116与下部114之间,并且在一些实施例中,可至少部分地限定第一室109和第二室111。如此,在一些实施例中,基底119可设置在容器120与孢子115之间。在一些实施例中,基底119可设置在第一室109中或设置在壁118的第一室侧,使得基底119不位于第二室111中。另外,基底119可被设置成使得第二室111之外的分析信号(例如,荧光)的散射最小化。在一些实施例中,根据基底119的材料组成,基底119还可从溶液吸收可妨碍从生物灭菌指示器100准确读取信号的染料、指示试剂或其他物质(S卩,“抑制剂”)。在一些实施例中,如图2所示,基底119可包括一个或多个孔口 121,该孔口被构造成可控制(S卩,根据数量、尺寸、形状和/或位置来促成和/或限制)在生物灭菌指示器100的第一室109与第二室111之间的流体移动,特别是当容器120碎裂时,可便于液体122移动至孢子115。仅作为举例而言,如图所示,当孔口 121设置于基底119的中心前部(或“前方”)时,观察到具体的益处或优点。在图1-4所示的实施例中,生物灭菌指示器100或其中的部件的“前部”通常可描述为朝向平面126。通 常,生物灭菌指示器100的“前部”可指将由读取装置12查询的生物灭菌指示器100的部分。另外,仅作为举例而言,孔口 121示为环形或圆形;然而,也可以采用其他的截面孔口形状,并且也在本发明的范围内。此外,仅作为举例而言,如图2所示,基底119在第一室109与第二室111之间的过渡处被成形为基本上充满第一室的横截面积。然而,也可以采用基底119的其他形状,并且可适于容纳壳体102、第一室109、第二室111、壁118或生物灭菌指示器100的另一部件。在一些实施例中,基底119可由多种材料制成以实现上述功能中的一者或多者。基底材料的例子可包括(但不限于)棉、玻璃绒、布料、非织造聚丙烯、非织造人造丝、非织造聚丙烯/人造丝共混物、非织造尼龙、非织造玻璃纤维或其他非织造纤维、滤纸、多孔疏水和亲水膜、玻璃纤维、开孔聚合物泡沫、半渗透性塑料薄膜(例如,粒子填充薄膜、热致相分离(TIPS)膜等)以及它们的组合。例如,在基底119可用于选择性地浓缩一种或多种指示试剂(例如,溴甲酚紫(BCP))的实施例中,基底119可由带电尼龙(例如,以商品名“MAGNAPR0BE”(例如,0.45 微米孔径、30cmX 3m 卷、目录号 NP0HY00010、材料编号 1226566)得自宾夕法尼亚州特里沃斯市通用电气水处理及工艺过程处理公司(GE ffater&ProcessTechnologies, Trevose, PA)的带电转移膜)制成。基底119在共同未决的美国专利申请N0.61/408,988和61/408,977中有更详细的描述,这些专利各自以引用方式全文并入本文中。可采用基底119的方法和系统的例子还在名称为“Method of Detecting a Biological Activity”(检测生物活性的方法)的共同未决的美国专利申请N0.61/408,887和名称为“Method of Detecting a BiologicalActivity”(检测生物活性的方法)的美国专利申请N0.61/408,966中有所描述,这些专利各自以引用方式全文并入本文中。在一些实施例中,嵌件130、壁118和/或基底119或其中的开口中的一者或多者的至少一部分可提供在第一室109 (例如,在上部116中)与第二室111 (例如,在下部114中)之间的流体连通,以及/或者可控制第一室109与第二室111 (例如,通过控制第一室109与第二室111之间的流体连接的程度)之间的流体连通。生物灭菌指示器100可包括第一流体通道160,该第一流体通道可被设置成可流体连接第一室109和第二室111,并且可允许灭菌剂(例如在灭菌期间,当容器120处于未碎裂即第一状态时)和/或液体122 (例如在灭菌之后和在激活期间,当容器120处于碎裂状态即第二状态时)到达孢子115。在图示实施例中,第一流体通道160通常可由以下一者或多者限定:(I)嵌件130,例如,通过下述孔口 177、在嵌件130中形成的开口和/或绕嵌件130的任何开放空间,例如,在嵌件130 (例如,其前部)与壳体102之间;(2)壁118,例如由壁118限定的孔口 117 ; (3)基底119,例如在其中形成的孔口 121或基底119附近的任何开放空间,例如在基底119 (例如,其前部)与壳体102之间;(4)壳体102,例如,在其中形成的任何开口或空间;以及它们的组合。因此,以箭头大体上表示第一流体通道160,如图3所示。生物灭菌指示器100还可包括第二流体通道162,该第二流体通道被设置成可将第二室111与诸如第一室109的生物灭菌指示器100的另一室或部分流体连接。例如,当灭菌剂和/或液体122流入第二室111中时,第二流体通道162还可被设置成允许置换先前存在于第二室111中的气体并将其排出第二室111。因此,在下文中将更详细地描述的第二流体通道162可用作生物灭菌指示器100中的内部排放口。在一些实施例中,基底119可在第一室109与第二室111之间提供物理屏障或阻塞,其考虑到以下各项中的至少一项:控制灭菌剂递送到第二室111中的递送率/杀伤率;控制第二室111之外的孢子115和/或可检测产物的扩散;当容器120处于碎裂状态即第二状态时,控制到第二室111 (和到孢子115)的液体122递送率;或它们的组合。由于在一些实施例中,基底119在激活期间(即,当容器120处于第二状态时)提供物理屏障以将液体122递送到第二室111,因此可对基底119中的孔口 121和/或基底119的角度进行控制以产生所需的液体递送率。除此之外,或者作为另一种选择,第二流体通道162可为在第二室111中捕集的任何气体(例如,空气)提供排放口以便于在需要时移动液体122通过或经过基底119并进入第二室111中。除此之外,或者作为另一种选择,壳体102可被构造(例如,由适当的材料制成和/或用微结构凹槽或其他物理表面修改形式构造)成便于在需要时将液体122排入第二室111。

在一些实施例中,液体122可包括用于孢子的营养培养基,例如将促进存活孢子萌发的萌发培养基。在一些实施例中,液体122可包括水(或另一种溶剂),其可与营养物混合而形成营养培养基。合适的营养物可包括促进存活孢子的萌发和/或生长所需的营养物,并且可以以干燥形式(如粉末形式、片剂形式、胶囊形片剂形式、胶囊形式、薄膜或涂层、包埋在小珠或其他载体中、另一合适的形状或构造或者它们的组合)提供于贮存室103中,例如在生物灭菌指示器100的靠近孢子115的区域中。营养培养基通常可被选择成可引发孢子(如果能活)的萌发和初始生长。营养培养基可以包括一种或多种糖,包括(但不限于)葡萄糖、果糖、纤维二糖等,或者它们的组合。营养培养基还可以包括盐,包括(但不限于)氯化钾、氯化钙等,或者它们的组合。在一些实施例中,营养物质还可以包括至少一种氨基酸,包括(但不限于)甲硫氨酸、苯基丙氨酸和色氨酸中的至少一种。在一些实施例中,营养培养基可包含指示分子或试剂,例如具有随孢子的萌发或生长而变化的光学性质的指示分子。合适的指示分子或试剂可包括(但不限于)pH指示分子(例如,溴甲酚紫(BCP)、溴甲酚绿(BCG)、氯酚红(CPR)、溴百里酚蓝(BTB)、溴酚蓝(BPB)、其他磺酞染料、甲基红或它们的组合)、酶底物(例如,4-甲基伞形酮-a-D-葡糖苷)、DNA结合染料、RNA结合染料、其他合适的指示分子或它们的组合。在一些实施例中,溴甲酚紫和4-甲基伞形酮-a -D-葡糖苷的组合代表可一起使用的一对指示试剂的例子。例如,该组合可用于检测诸如碳水化合物发酵生成最终酸产物的第一生物活性以及诸如a -D-葡糖苷酶活性的第二生物活性。例如,这些活性可表明在生物灭菌指示器受到灭菌处理后是否存在活孢子。溴甲酚紫可以以约0.03g/L的浓度(例如)用于水性混合物。4-甲基伞形S - a -D-葡糖苷可在例如约 0.05至约0.5g/L(例如,约0.05g/L、约0.06g/L、约0.07g/L、约 0.08g/L、约 0.09g/L、约 0.lg/L、约 0.15g/L、约 0.2g/L、约 0.25g/L、约 0.3g/L、约 0.35g/L、约0.4g/L、约0.45g/L、约0.5g/L)的浓度(例如)用于水性混合物。如图2-4所示,生物灭菌指示器100还可包括嵌件130。在一些实施例中,嵌件130可适于保持或承载容器120,使得容器120在灭菌过程中完好地保持在与孢子115分开的某个位置。也就是说,在一些实施例中,嵌件130可包括(或用作)容器120的支座132,特别是在容器120在激活步骤(即其中液体122从容器120中释放并引至孢子115的步骤,可出现在灭菌处理之后)中被打破之前。在一些实施例中,嵌件130还可适于让容器120能够在壳体102中至少一定程度地移动,如相对于壳体102纵向移动。图1-4中所不的实施例的嵌件130在下文中有更详细的描述。其他合适的嵌件和支座的例子在共同未决的美国专利申请N0.61/226,937 (代理人案卷号65578US002)中有所描述。在一些实施例中,生物灭菌指示器100还可包括孢子载体135,如图2_4所示。然而,在一些实施例中,可改进嵌件130以包括适于容纳孢子115的部分。例如,在一些实施例中,嵌件130和孢子载体135可一体地形成为一个嵌件,该嵌件包括用于保持和在需要时最终碎裂容器120的第一部分和用于容纳在生物灭菌指示器100的区域中的孢子115的第二部分,该生物灭菌指示器在灭菌期间(即,在碎裂之前)与容器120分离。如图2-4所示,孢子载体135可包括孢子贮存室136(其也可称为凹陷部、削痕、凹部、凹进等),在其中孢子115可直接设置或设置在基底上。在采用被设置成在液体122从容器120中释放出来时与该液体进行混合的营养培养基的实施例中,营养培养基可设置在孢子贮存室136附近或当中,并且当水从容器120中释放出来时营养培养基可与水进行混合(例如,溶于水中)。仅作为举例而言,在以干燥形式提供营养培养基的实施例中,该干燥形式可存在于贮存室103内、孢子贮存室136内、孢子的基底上或者它们的组合。在一些实施例中,可以采用液体和干燥营养培养基的混合。在一些实施例中,孢子贮存室136的容积为至少约I微升,在一些实施例中,为至少约5微升,并且在一些实施例中,为至少约10微升。在一些实施例中,孢子贮存室136的容积不大于约250微升,在一些实施例中,不大于约175微升,并且在一些实施例中,不大于约100微升。如图3和4所示,生物灭菌指示器100还可包括肋条或凸起165,该肋条或凸起可与壳体102的壁108连接或一体形成,并且可设置为例如相对于读取装置12的检测系统(例如,光学检测系统)将孢子载体135保持在壳体102的所需位置和/或以所需的角度或取向保持。如图2-4所示,壳体102的第二部分106可适于连接于第一部分104。例如,如图1-4所示,第二部分106可适于连接于壳体102的第一部分104的上部116 (例如,第一末端101)。在一些实施例中,如图1-4所示,第二部分106可为顶盖的形式,该顶盖的尺寸被设计成可接纳壳体102的第一部分104的至少一部分。如图3所示,在激活之前,第二部分106可以相对于第一部分104位于第一 “未激活”位置148,而容器120可处于完整状态即第一状态。如图4所示,壳体102的第二部分106可以相对于第一部分104移动到第二“激活”位置150 (例如,当第二部分106完全按下时),而容器120可处于碎裂状态即第二状态。例如,在灭菌之后,生物灭菌指示器100可通过移动第二部分106从第一位置148至第二位置150 (即,移动足够的量)而激活,使得容器120碎裂并且从容器120释放液体122,允许液体122与孢子115流体连通。生物灭菌指示器100可在将生物灭菌指示器100设置于读取装置12的凹部14之前、在将生物灭菌指示器100设置于凹部14之后或当生物灭菌指示器100设置于凹部14时(即,生物灭菌指示器100可滑入凹部14就位,并且第二部分106可继续被按压直到其位于第二位置150,例如,在其中凹部14的底部提供足够抵抗力以将第二部分106移至其第二位置150)激活。第二位置150可比第一位置148更靠近生物灭菌指示器100的第一部分104的封闭端105。在壳体102的第一部分104和第二部分106之间可采用多种连接方式,以让第一部分104和第二部分106可移除地彼此连接到一起,所述方式包括(但不限于)重力(例如,一个部件可设置在另一个部件或其配合部分的顶部之上)、螺纹、压装配合式接合(有时也称“摩擦配合式接合”或“干涉配合式接合”)、搭扣配合式接合、磁铁、粘合剂、热密封、其他合适的可移除的连接方式以及它们的组合。在一些实施例中,生物灭菌指示器100无需重新打开,第一部分104和第二部分106无需可移除地互相连接到一起,而是可永久性或半永久性彼此连接到一起。这些永久性或半永久性连接方式可以包括(但不限于)粘接剂、缝线、缝钉、螺钉、钉子、铆钉、平头钉、卷边、焊接(如声波(如超声波)焊接)、任何热粘结技术(例如,向被连接的一个或两个部件施加热量和/或压力)、搭扣配合、压力配合、热密封、其他合适的永久性或半永久性连接方式以及它们的组合。本领域的普通技术人员将会知道,某些永久性或半永久性连接装置也可以适于被拆除,反之亦然,并且仅仅是为了举例说明才按这种方式分类。如图3-4所示,第二部分106可在相对于 第一部分104的第一纵向位置148与相对于第一部分104的第二纵向位置150之间移动;然而,应当理解,生物灭菌指示器100可以构造得不相同,使得第一位置148和第二位置150相对于壳体102的第一部分104和第二部分106中的一者或两者不一定为纵向位置。第二部分106还可包括密封部156 (例如,凸出部、凸起、翼部、凸缘、O形环等或者它们的组合),该密封件可被设置成可接触第一部分104的第一末端101,特别是,接触第一部分104的开口上端部157以在第二部分106移动到第二位置150并且液体122从容器120释放出来后关闭或密封(例如,气密地密封)生物灭菌指示器100。密封部156可呈多种形式,在图3和4中以举 例方式显示为形成与第二部分106的壁110组合在一起的内环或腔体,其尺寸被设计成可接纳壳体102的第一部分104的上端部157以密封生物灭菌指示器 100。在一些实施例中,密封部156和上端部157中的一者或两者还可包括各自被构造成可接合上端部157和密封部156中的另一者的结构(如凸起),以使壳体102的第二部分106连接到壳体102的第一部分104。另外,在一些实施例中,壳体102的第二部分106可连接到壳体102的第一部分104,以在激活后密封生物灭菌指示器100使其与环境隔离。这种密封可防止液体122从容器120释放后被污染、蒸发或溢出,以及/或者可防止生物灭菌指示器100的内部受污染。密封部156可被构造为在生物灭菌指示器100的纵向上具有适应不同程度或等级的封闭的长度。S卩,在一些实施例中,壳体102的第二部分106的“第二位置”150可以是任何位置,在其中密封部156的至少一部分接合壳体102的第一部分104的一部分(例如,上端部157)使得生物灭菌指示器100的内部被密封而与环境隔离。可相应地构造生物灭菌指示器100和生物灭菌指示器系统10,使得在读取装置12检测到第二部分106已移至第二位置150时使用者获知密封部156被接合。以下具体参照图2-4更详细地描述嵌件130。如图3所示,在激活之前,第二部分106可相对于第一部分104处于第一位置148。在第一位置148,容器120可完好地保持在与下部114或孢子115分开的位置,液体122可包含在容器120内。如图4所示,在灭菌之后,生物灭菌指示器100可被激活而从容器120释放出液体122,从而将液体122送至孢子115。也就是说,壳体102的第二部分106可相对于第一部分104移动到第二位置150。当第二部分106从第一位置148移动至第二位置150时,壳体102的第二部分106的密封部156可接合第一部分104的上端部157以将生物灭菌指示器100的贮存室103密封而与环境隔离。在此类实施例中,第二部分106可以在第二位置150可逆地接合第一部分104,并且在一些实施例中,第二部分106可以不可逆地接合第一部分104。然而,应当理解,第一部分104和第二部分106的结构和连接方式仅作为举例在图3和4中示出,并且上述的任一连接方法均可在壳体102的第一部分104和第二部分106之间米用。嵌件130可适于保持或承载容器120,使得容器120在灭菌过程中完好地保持在与孢子115分开的某个位置。也就是说,如上所述,在一些实施例中,嵌件130可包括(或用作)容器120的支座132,特别是在容器120在激活步骤(即其中液体122从容器120中释放并引至孢子115的步骤,通常出现在灭菌处理之后)中被打破之前。
另外,嵌件130可适于将容器120完好保持在壳体102中的一个位置,该位置能维持容器120与壳体102之间和/或容器120和壳体102中的任何其他部件或结构(例如,嵌件130的至少一部分,如支座132等)之间的至少最低限度的间距(例如,最低限度的间隔横截面积),例如在生物灭菌指示器100中维持基本上恒定的灭菌剂通道164。在一些实施例中,嵌件130可适于将容器120保持在壳体102中基本上一致的位置。在一些实施例中,如图2所示,壳体102的至少一部分可包括锥形部分146,其中壳体102 (例如,壁108和/或其内表面)在壳体102的纵向总体上逐渐变细。因此,壳体102中的横截面积可能总体上沿着纵向^减少。在一些情况中,如不提供维持容器120周围(例如,容器120和周围结构之间)的至少最低限度的间距的方式,则有可能容器120会变成在壳体102中(例如,在锥形部分146中)被设置成导致它阻塞或堵住灭菌剂通道164。但是,本发明的生物灭菌指示器100被设计成能防止发生这种情况。例如,在图1-4所示的实施例中,嵌件130 (特别是支座132)可被构造成将容器120保持在壳体102的锥形部分146之外,使得在激活之前在生物灭菌指示器100的任何取向上在容器120周围都维持至少最低限度的横截面积。例如,在图1-4所示的实施例中,即使生物灭菌指示器100被倒置,容器120可能倒落而与嵌件130脱离接触,但在任何取向下,在生物灭菌指示器100被激活之前容器120都不被移动成稍微更靠近锥形部分146或孢子115。另外,在激活之前,容器120与壳体102和/或嵌件130之间的最低限度的间距可得到维持,以提供例如在容器120周围的基本上恒定的灭菌剂通道164。在一些实施例中,生物灭菌指示器100的各部件其相对大小和位置可被构造成使得在激活之前,容器120被完好保持在生物灭菌指示器100中基本上一致的部位。这种构造可提供基本上恒定的灭菌剂通道164,并可将容器120维持在一个位置,在该位置容器120即使在生物灭菌指示器10·0·激活之前会在其中移动的话,也不能够充分移动。在一些实施例中,嵌件130的至少一部分适于让容器120在第一(纵向)位置和第二(纵向)位置之间相对于壳体·102例如纵向地在壳体102中移动,在第一位置时,容器120是完整的,而在第二位置时容器120的至少一部分是碎裂的。仅作为举例而言,嵌件130可包括一个或多个凸出部或臂158 (仅以举例方式显示了在容器120周围间隔开的两个凸出部158),这两个凸出部适于在激活之前保持并支承容器120,并适于在激活过程中(例如当第二部分106相对于壳体102的第一部分104移动时)允许容器120在壳体102中移动。凸出部158也可适于(例如,被成形和/或设置成)可在生物灭菌指示器激活时以所需方式使容器120碎裂。因此,嵌件130有时可用于在激活之前使容器120保持完整,并且可在激活期间用于使容器120破碎。因此,嵌件130或其一部分有时可称为“支座”(例如,支座132)和/或“破碎器”。仅作为举例而言,凸出部158在图2-4中显示为连接到基座或支承部127,该基座或支承部适于靠接分隔壁118。例如,基座127的尺寸可被设计成可被接纳于贮存室103中,并且其尺寸被设计成可置于分隔壁118的顶部上、邻接分隔壁或者以其他方式结合或连接到分隔壁。与生物灭菌指示器100的内部结构的此类连接可提供必要的阻抗和力以在需要时破碎容器120。然而,在一些实施例中,嵌件130不包括基座127,并且凸出部158可连接于壳体102或形成壳体102的一部分。在一些实施例中,嵌件130与壳体102 —体形成或由壳体提供。
如图2-4所示,嵌件130还可包括侧壁131,该侧壁连接凸出部158并且被成形为适应壳体102的内表面和/或容器120的外表面。这种侧壁131可为凸出部158提供支承和刚度以有助于以一致的方式将容器120可靠地破碎。侧壁131也可被成形为或尺寸设计为可在激活期间当其在壳体102中移动时以所需方式导向容器120,例如以便通过所需方式接触凸出部158以可靠地碎裂容器120。侧壁131和/或壳体102的壁108 (或其内表面)也可被成形为限定生物灭菌指示器100的第二流体通道162的至少一部分,例如在嵌件130的外表面与壳体102的内表面之间。在一些实施例中,在一起限定第二流体通道162的嵌件130和壳体102 (例如,在壳体102的壁108中)的一者或两者中可形成沟槽。第二流体通道162可在生物灭菌指示器100中提供内部排放口,以便在以下期间当液体122从容器120释放出来时允许捕集的空气逸出生物灭菌指示器100的第二室111:(I)激活期间,以便于将液体122移动到生物灭菌指示器100的孢子室111中;和/或(2)灭菌期间,以便将灭菌剂输入孢子室111 (即,与孢子115接触)中。第二流体通道162在共同未决的美国专利申请N0.61/408, 988中有更详细的描述。仅作为举例而言,凸出部158被示出为较有刚性且固定。也就是说,在一些实施例中,凸出部158在壳体102中移动时可能不适于大幅弯曲、扭曲、变形或以其他方式顺从容器120。相反,在一些实施例中,如图2-4所示,凸出部158可各自被构造成具有上端159,并且在激活之前容器120可置于该上端上并且保持完整。如图3所示,在一些实施例中,凸出部158可被设置成可使容器120在其倒圆的末端碎裂,例如当采用椭圆形或胶囊形状的容器120时。使凸出部158形成支座132的至少一部分的一个潜在优点是,当容器120碎裂时,容器120的底部可成为敞开,使得液体122可相对容易和可靠地从容器120释放并向孢子115移动。在此类实施例中,嵌件130可用来在与容器120的平坦侧面基本垂直的方向上将容器120碎裂,例如在使用椭圆形或胶囊形的容器120时。在此类实施例中,可实现沿着容器120的侧面使其碎裂,同时在容器120的下端周围保持一些空隙,以便于当容器120碎裂时使液体122从容器120流到孢子115的附近。如上所述,凸出部158可适于随着容器120相对于壳体102移动(例如,沿纵向^移动)而使容器120碎裂,例如所述移动随着壳体102的第二部分106相对于壳体102的第一部分104移动(例如,从第一位置148移动到第二位置150)而发生。在一些实施例中,凸出部158可包括一个或多个边缘(例如,锥形边缘)或尖端或者以其他方式被构造为使挤压力集中以增加在邻近凸出部158的区域中对容器120的压力,且便于更容易地并在一个或多个所需区域中使容器120碎裂。在一些实施例中,这种力量集中可减少使第二部分106相对于第一部分104移动并使容器120 (或其一部分)碎裂所需的总作用力或力量。
如图2-4所示,凸出部158与嵌件130的基座127 —体形成;然而,应当理解,凸出部158也可与壳体102的壁108—体形成。另外,在一些实施例中,凸出部158可连接于壳体102,或者凸出部158和基座127可由单独的嵌件提供。在此类实施例中,凸出部158可各自为单独的嵌件,或者多个凸出部158可由一个或多个嵌件提供。另外,嵌件130可被构造成靠接于壁118,以防止嵌件130的第一部分移动到孢子115附近(例如,壳体102的下部114)。另外,在一些实施例中,如图2-4所示,凸出部158可沿着纵向队延伸一定距离,并且凸出部158的长度和/或厚度(例如,其可沿着长度变化)可被定制成使容器120在壳体102的所需位置以所需方式碎裂。凸出部158的构造在图2-4中仅作为举例示出。一般而言,每个凸出部158 (仅以举例方式)示出为厚度沿纵向^朝向孢子115增力口 (例如,朝着容器120或壳体102的中央向内增加)。这种构造可随着容器120向孢子115移动而减少容器120的可用截面积,所述移动例如因为第二部分106移向第二位置150而发生。此外,生物灭菌指示器100在图2-4中仅以举例方式示出为包括两个凸出部158和侧壁131,但应当理解,可采用一个凸出部158或者在结构允许的情况下采用尽可能多的凸出部和其他构造。另外,凸出部158的形状和尺寸可根据需要确定,具体取决于壳体102的形状和尺寸、容器120的形状和尺寸、嵌件130的形状和尺寸和/或使容器120碎裂所需的方式和位置。如上所述,在一些实施例中,壳体102的至少一部分可为锥形(参见例如图2中的锥形部分146)。因此,壳体102中的横截面积可能总体上沿着纵向减少。然而,应当理解,壳体102的内部尺寸通常可沿着纵向D1在锥形部分中减少,而壳体102的外部尺寸则不变。在一些实施例中,壳体102的外部尺寸可沿着其长度方向是一致的,尽管壳体102的内部部分沿着其长度方向逐渐变细。在一些实施例中,一个或多个凸出部158可单独地沿纵向^改变厚度(即朝向容器120,例如在径向上),使得随着激活过程中容器120在壳体102中移动,容器120的可用截面积总体上递减,即使壳体102的尺寸不改变(例如,即使壳体102不包括任何锥形部分146,无论在内部还是在外部)。如图2-4所示,每个凸出部158的上端159包括圆形的、弧形的或弓形的表面,这可便于容器120从其中容器12 0至少部分地居于凸出部158的上端159之上的第一位置148移动到一个位置,在该位置容器120受力而至少部分地进入各凸出部158之间(或壳体102的壁108与一个或多个凸出部158之间)的较小截面的区域中。另外,圆形上端159可防止容器120的过早破碎,而这可防止生物灭菌指示器100的过早激活(即液体122的过早释放)。在一些实施例中,如图3所示,嵌件130的大小和形状可被设计成允许容器120被支持在凸出部158上方并在邻近一个或多个凸出部158的朝内表面的任何部分的区域之夕卜,以防止生物灭菌指示器100被意外或过早地激活。此类构造还可防止因震动或材料膨胀(例如,由于灭菌处理过程中暴露于热所致)而发生的意外破碎。如图2-4所示,支座132 (其可至少部分地由凸出部158的上端159形成)可被构造成可保持容器120的底部,而凸出部158可被设置成在容器位于壳体102中时在容器120底部附近的位置使容器120碎裂。此类构造可使得容器120可以在其底部附近被打破,并且可便于液体122从容器120的排出,而这可提高液体122对孢子115的可利用率,和可提高液体122释放出来与孢子115 (例如,与孢子贮存室136)形成流体连通的可靠性。但这种构造仅以举例方式示出,应当理解,凸出部158可被构造并设置成可按任何所需方式使容器120碎裂。
本发明的一些实施例以相对低的力实现易碎容器120的最佳且安全的破碎,同时增强液体122向生物灭菌指示器100的孢子区域(例如,壳体102的第二室111)的转移和/或提高在生物灭菌指示器100的孢子区域中液体122的容量。另外,本发明的一些实施例用来驱使液体到达生物灭菌指示器100的特定区域,例如生物灭菌指示器100的孢子检测区域(例如,第二室111)。在图1-4所示的实施例中,嵌件130被示出为包括两个在容器120周围和/或在侧壁131的周围大致等距间隔的凸出部158。然而,在一些实施例中,侧壁131可包括从侧壁131径向向内延伸的一个实心的(例如,大致环形或半环形的)凸出部158。此外,在一些实施例中,除图中所示之外,侧壁131可进一步环绕壳体102的内表面延伸。但是,通过采用一个或多个较窄(例如,在角度尺寸上)的凸出部158,如图2-4所示的那些凸出部,可提供围绕容器120的基本上恒定或基本上无阻挡的灭菌剂通道164。无论嵌件130是包括一个或多个凸出部158还是侧壁131,嵌件130均可被构造成可将容器120保持在壳体102中的一致位置,从而在灭菌过程中提供基本上恒定的灭菌剂通道164。例如,嵌件130可将容器120保持在基本上一致的位置,而不是让容器120能够在激活之前(例如,在灭菌过程中)在壳体102中移动或转动(例如,径向和/或纵向),这可给灭菌剂留出在容器120的外表面和壳体102的内表面之间的基本上一致和相对无阻挡的通道,发生意外堵塞的机会极少或不存在。如图2-4所示,嵌件130还可包括相对于生物灭菌指示器(例如,当嵌件130设置在生物灭菌指示器中时)的纵向队大致水平或垂直地设置的一个或多个凸出部161。凸出部161可称为“第二凸出部”或“水平凸出部”,而用于保持和/或破碎容器120的凸出部158可称为“第一凸出部”或“垂直凸出部”。第二凸出部161不像基座127那样向下倾斜。因此,第二凸出部161可用于多种用途。例如,第二凸出部161可在碎裂容器120的力下稳定嵌件130 (例如,有助于将嵌件130保持在生物灭菌指示器100的壳体102中的所需位置)。另外,第二凸出部161可用 于在容器被碎裂后保留和/或收集容器120的碎裂部分,以防止此类碎裂部分移动到生物灭菌指示器中的孢子的附近,这样的移动可能对孢子生长和/或孢子生长的检测造成不良影响。可采用第二凸出部161的其他形状和构造,其仍然允许流体向下移动到孢子115,而同时防止固体向下移动至孢子115。在一些实施例中,嵌件130 (例如,基座127)可适于取得以下效果中的一种或多种:促成或允许流体流入(例如,液体122的移动)壳体102的第二室111 (S卩,下部114)中;使碎裂容器120的碎片或部分(例如,固体)向壳体102的第二室111中的移动减至最小,即收集和/或保留容器120的碎裂部分;和/或使孢子115和/或信号向壳体102的第二室111之外的扩散减至最小。例如,在一些实施例中,基座127可被构造成可用作格栅或过滤器。在一些实施例中,通过荧光指示器/分子(如荧光团)或其他标志物来测定孢子生长。在一些实施例中,如果在激活之后生物灭菌指示器100中的液位处于孢子115的位置的上方,则此类分子或标志物或者孢子115本身可移动或扩散而离开孢子贮存室或者移动或扩散到孢子贮存室136之外,并潜在地移动或扩散到壳体102的第二室111之外。因此,灭菌指示器100的一些部分(例如,嵌件130)可被构造成可抑制多种指示器、分子和/或标志物意外扩散到生物灭菌指示器100的第二室111之外。在一些实施例中,如上所述,基底119也可防止此类不期望的扩散。
在图1-4所示的实施例中,嵌件130的基座127通常为U形或马蹄形并且包括中央孔口 177 (参见图2),该孔口便于灭菌过程中灭菌剂向孢子115的移动和激活过程中液体122向孢子115的移动。基座127的马蹄形状可增大在壳体102的上部116 (B卩,第一室109)和下部114 (即,第二室111)之间的开口 ;然而,该形状仅作为举例示出,并且可采用其他形状。在一些实施例中,嵌件130可描述为包括一个或多个向下延伸的凸出部127,该凸出部适于靠接或以其他方式连接到壁118或生物灭菌指示器100的另一个内部结构以便为嵌件130提供基座或支承部,从而防止在激活之前嵌件130和容器120相对于壳体102的移动,以及/或者形成阻挡或力以有助于在激活期间使容器120破碎。因此,在一些实施例中,基座127也可称为“第三凸出部”127。如图2-4所示,在一些实施例中,嵌件130可被构造成整体地位于生物灭菌指示器100的第一室109中,使得嵌件130不伸进第二室111中,在该第二室中嵌件可能会干扰查询或检测过程。此外,嵌件130可被构造成可抑制生物灭菌指示器100的另一部分(例如,碎裂的容器120)进入第二室111中。图2-4所示的嵌件130关于中心纵向对称线大致对称,因此存在有两个相同的第一凸出部158、两个相同的第二凸出部161和两个相同的第三凸出部127。然而,嵌件130并不需要包括任何对称线,第一凸出部158无需彼此相同,第二凸出部161无需彼此相同,并且第三凸出部127也无需彼此相同。嵌件130和多种凸出部158、161和127的大小和位置可被设计成适于控制灭菌剂通道164,例如可定制生物灭菌指示器100的杀灭/存活率、防止容器120的意外碎裂、便于容器120在壳体102中的移动、相配于或接合于壳体102和/或控制容器120的破碎。仅作为举例而言,图2-4所示的嵌件130示出为整体件,该整体件包括至少下列功能:用于在激活前保持容器120并在激活期间碎裂容器120 ;允许容器120在壳体102中移动;提供基本上恒定的灭菌剂通道164,在激活后收集和/或保持碎裂容器120的部分(或至少部分地防止碎裂容器12 0的部分进入壳体102的第二室111中);以及/或者在激活后使孢子115和/或信号从第二室111到壳体102的上部116的扩散减至最小。然而,应当理解,在一些实施例中,嵌件130可包括多个部分,这些部分可能不是单个整体件的一部分,并且这些部分中的每一个都可适于完成上述功能中的一个或多个。嵌件130被称为“嵌件”,是因为在图2-4所示的实施例中,执行上述功能的器件可被插入壳体102的贮存室103 (特别是,第一室109)中。然而,应当理解,嵌件130也可由壳体102本身或者生物灭菌指示器100的另一部件来提供,并且不需要必须可被插入壳体102中。出于简便起见,在本说明书通篇中将描述到术语“嵌件”,但应当理解,该术语并不意在具有限制意义,并且应当理解,可使用其他能执行一个或多个上述功能的等同结构来代替可插入的嵌件130或者与可插入的嵌件组合使用。此外,在图2-4所示的实施例中,嵌件130既可以插入壳体102中也可以从壳体取出,具体而言是插入壳体102的第一部分104 (和第一室109)中和从中移除。然而,应当理解,尽管嵌件130可插入壳体102中,但嵌件130无需可从壳体102移除,而是可固定连接于壳体102,使得在将嵌件130设置在所需位置后抑制嵌件130从壳体102移除。在一些实施例中,壳体102的至少一部分(例如,壳体102的下部114)可对某个电磁辐射波长或波长范围透明(例如,当采用可见光光学检测方法时,对于可见光而言是透明的),这可便于孢子生长的检测。也就是说,在一些实施例中,如图2-4所示,壳体102的至少一部分可包括或形成检测窗口 167。另外,在一些实施例中,如图2所示,壳体102的至少一部分(例如,下部114)可包括一个或多个平坦壁168。此类平坦壁168可便于孢子生长的检测(例如,光学检测)。另夕卜,在图1-5所示的实施例中,壳体102的第一部分104的壁108可包括台阶区域,例如台阶123 (如上所述)、平至圆过渡部、过渡区或台阶152 (下文中将更详细地描述)以及倾斜壁或台阶170。倾斜壁170可用于减小壳体102的下部或检测部分114的总体厚度和尺寸,使得除内部尺寸之外,壳体102的外部尺寸也被减小。在生物灭菌指示器100的下部114的尺寸和/或厚度上的这种减小可有助于检测。另外,具有一个或多个结构,例如台阶和/或倾斜壁123、152、170可允许生物灭菌指示器100仅在一个取向上连接于读出器或检测设备(例如,读取装置12的凹部14),使得生物灭菌指示器100被“键配合”于此类装置,这可将使用者的错误减至最小并且增强检测过程的可靠性。在一些实施例中,生物灭菌指示器100的一个或多个部分可相对于读取装置键配合。本发明的生物灭菌指示器通常在灭菌过程中保持液体122和孢子115分开但又相对紧密邻近(例如,在独立式生物灭菌指示器100内),使得液体122和孢子115在暴露于灭菌处理后可容易地组合。可在检测过程期间温育液体122和孢子115 (例如,读取装置12可温育生物灭菌指示器100),或者可在检测过程之前温育生物灭菌指示器100。在一些实施例中,当将孢子与液体122 —起温育时,可使用室温以上的温育温度。例如,在一些实施例中,温育温度至少为约37°C,在一些实施例中,温育温度至少为约50°C (例如56°C),并且在一些实施例中,温育温度至少为约60°C。在一些实施例中,温育温度不大于约60°C,在一些实施例中,不大于约50°C,并且在一些实施例中,不大于约40°C。检测过程可适于检测孢子115 (例如,从孢子贮存室136内)或围绕孢子115的液体122的可测变化。也即,检测过程可适于检测多种特性,包括但不限于电磁辐射(例如,在紫外、可见光和/或红外波段)、荧光、发光、光散射、电子性质(电导、阻抗等或者它们的组合)、浊度、吸收、拉曼光谱 、椭圆光度法等或者它们的组合。对这些特性的检测可通过荧光计、分光光度计、比色计等或者它们的组合中的一种或多种来进行。在一些实施例中,例如在测量荧光、可见光等的实施例中,通过以特定的波长进行检测来测量可检测变化。由于作为孢子生存能力的标志的生化反应,孢子和/或液体122可适于(例如,被标记成)产生一个或多个上述特性。结果,没有检测到变化(例如,与基线或背景读数相比)可表示有效的消毒处理,而检测到变化则可表示无效的消毒处理。在一些实施例中,可检测到变化可包括一个或多个上述特性的变化率(例如,增加的荧光、降低的浊度等)。在一些实施例中,孢子生存能力可以通过利用酶活性来确定。如在Matner等人的标题为“Rapid Method for Determining Efficacy of a Sterilization Cycle and RapidRead-out Biological Indicator”(测定灭菌周期的有效性的快速方法及快速读出生物指示器)的美国专利N0.5,073,488 (其以引用方式并入本文)中所述,对于特定类型的孢子可进行酶类的鉴定,在所述孢子中该酶具有特别有用的特性,可利用该特性测定灭菌处理的有效性。此类特性可包括以下几项:1)当经受足以将IXlO6的测试微生物的总数减少大约6个对数单位(B卩,减少至大约为零,如缺乏测试微生物长出时测得的那样)的灭菌条件时,酶具有与通过与酶底物系统反应所测量的“背景”相等的残留活性;和(2)当经受仅仅足以将IX IO6的测试微生物的总数减少至少I个对数单位但小于6个对数单位的消毒条件时,酶具有的酶活性大于通过与酶底物系统反应所测量的“背景”。酶底物系统可包括底物或底物的混合物,底物受到酶的作用而产生可检测的酶修饰产物,通过可检测变化而显见。在一些实施例中,生物灭菌指示器100可以以单侧模式进行分析,其中生物灭菌指示器100仅包括一个设置为例如靠近孢子115的检测窗(例如,图2的检测窗167)。但是,在一些实施例中,生物灭菌指示器100可包括超过一个检测窗(例如,由壳体102的下部114的两个平行壁168的全部或一部分所形成的窗),使得生物灭菌指示器100可通过超过一个检测窗进行分析。在采用多个检测窗的实施例中,检测窗可并排设置(类似于单侧模式),或者检测窗可相对于彼此成角度(例如,90度、180度等)取向。一般地,孢子115被设置在与贮存室103流体连通的孢子贮存室136内。在一些实施例中,孢子贮存室136形成贮存室103的一部分(例如,第二室111的一部分)。如图3所示,贮存室103在灭菌过程中与环境流体连通(例如,通过孔口 107),以允许灭菌剂在灭菌处理的过程中进入贮存室103来对孢子115进行灭菌。容器120可被构造为在灭菌过程中容纳液体122,以防止液体122在灭菌过程中与孢子115、贮存室103和灭菌剂流体连通。现在将更详细地描述孢子115和/或孢子贮存室136的各种细节。在一些实施例中,孢子115可直接设置在壳体102的下部114中,或者孢子115可设置在孢子贮存室(如孢子贮存室136)中(例如,在图2-4所示的实施例中由孢子载体135提供)。无论孢子115直接设置在壳体102的下部114还是在孢子贮存室中,孢子115都可以以多种方式提供。在一些实施例中,孢子115可在孢子悬浮液中,该孢子悬浮液可被设置在生物灭菌指示器100中的所需部位并被干燥。在一些实施例中,孢子115可在基底(未显示)上提供,该基底可被设置和/或紧固在生物灭菌指示器100中的所需部位。一些实施例可包括以干燥形式提供的孢子115和在基底上提供的孢子115的组合。在一些实施例中,基底可被设置成支撑孢子115和/或帮助将孢子115维持在所需座位。此类基底可包括多种材料,包括(但不限于)纸张、聚合物(例如,以上针对壳体102所列举的聚合物的任一种)、粘合剂(例如,丙烯酸酯、天然或合成橡胶、硅树脂、硅树脂聚脲、异氰酸酯、环氧树脂或它们的组合)、织造布、非织造布、微孔材料(例如,微孔聚合物材料)、反射材料(例如,金属箔)、玻璃、瓷、陶、凝胶形成材料(例如,瓜耳胶)或它们的组合。除此之外,或者作为另外一种选择,这种基底可包括或被结合到亲水涂层,以便于使液体122与孢子115密切接触(例如,当所采用的液体122为含水液体时)。除此之外,或者作为另外一种选择,这种亲水涂层可施加到任何设置成使液体122和孢子115成流体结合(fluidlycoup I e)的流体通道。在一些实施例中,除了亲水涂层,或者代替亲水涂层,可将疏水涂层施加到壳体102的其他部分(壳体102的下部114)和/或孢子贮存室136,使得液体122优先移动到与孢子115接触。生物灭菌指示器100的一些实施例不包括孢子载体135。相反,孢子贮存室136由壳体102的下部114自身提供,孢子115可被设置在下部114中、被吸附在下部114的内表面或壁上或这两种情况的组合。在一些实施例中,孢子115可在被设置在壳体102的下部114中的基底上提供 。在一些实施例中,孢子115可被设置在一个孢子座位中或者在多个孢子座位中,这些座位都可被设置在贮存室103中、壳体102的下部114中和/或孢子贮存室136中。在一些实施例中,具有多个孢子座位的话可最大程度地使孢子暴露于灭菌剂和暴露于液体122,可改进制造过程(例如,通过将每个孢子座位放置在生物灭菌指示器100内的凹部,可便于孢子的放置),且可改进检测特性(例如,因为处于一个大的孢子座位的中间的孢子可能不那么容易检测)。在采用多个孢子座位的实施例中,每个孢子座位都可以包括单独的、已知数量的孢子,以及/或者每个孢子座位都可以包括不同的孢子,使得可以测试多种孢子类型。通过采用多种类型的孢子,生物灭菌指示器100可以用于各种灭菌处理,并且针对特定的灭菌处理可以分析特定的孢子座位,或者多种类型的孢子可以用来进一步测试灭菌处理的有效性或者说可信度。另外,在一些实施例中,生物灭菌指示器100可包括多个孢子贮存室136,且每个孢子贮存室136可包括一个或多个孢子座位115。在采用多个孢子贮存室136的一些实施例中,所述多个孢子贮存室136可被设置成与贮存室103流体连通。在一些实施例中,孢子115可用适于装在孢子115和/或孢子贮存室136当中或之上的盖(未示出)覆盖。这种盖可有助于在制造、灭菌和/或使用过程中将孢子维持在生物灭菌指示器100的所需区域内。如果采用盖的话,其可由基本上不会妨碍检测过程和/或至少部分地能透过目标电磁辐射波长的材料形成。另外,取决于盖的材料构成,在一些实施例中,盖可便于顺着孢子115芯吸液体122 (例如,营养物培养基)。在一些实施例中,所述盖还可包含促成流体流入孢子贮存室136 (或流到孢子115)中的结构,例如毛细管通道、亲水性微孔纤维或膜等,或者它们的组合。此外,在一些实施例中,盖可以隔离信号,或增强信号,这可以有助于检测。无论孢子115被设置在孢子贮存室136内还是直接设置在壳体102的下部114中,都可以采用这种盖。另外,这种盖可在采用多个孢子座位的实施例中采用。所述盖可以包括多种材料,包括(但不限于)纸张、聚合物(例如,以上针对壳体102所列举的聚合物中的任一种)、粘合剂(例如,丙烯酸酯、天然或合成橡胶、硅树脂、硅树脂聚脲、异氰酸酯、环氧树脂或它们的组合)、织造布、非织造布、微孔材料(例如,微孔聚合物材料)、玻璃、瓷、陶、凝 胶形成材料(例如,瓜耳胶)或它们的组合。在一些实施例中,生物灭菌指示器100还可包括修饰的内表面,如反射表面、白色表面、黑色表面、或适合于优化表面光学性质的其他表面修饰。反射表面(例如,由金属箔提供)可被设置成可将从分析或检测装置输送到孢子贮存室136的信号朝向分析设备反射和/或将孢子贮存室136内生成的任何信号朝向分析设备反射。因此,反射表面可用于改进来自生物灭菌指示器100的信号(例如,改进信号的强度)。此类反射表面可分别由如下各项提供:壳体102的内表面;连接到壳体102的内表面的材料;孢子贮存室136的内表面;连接到孢子贮存室136的内表面的材料以及采用类似方式或可形成孢子底物的一部分或连接到孢子底物的反射表面;或它们的组合。类似地,在一些实施例中,生物灭菌指示器100还可包括白色和/或黑色表面,该表面设置为增强和/或降低从分析设备输送到孢子贮存室136中的特定信号,以及/或者设置为增强和/或降低孢子贮存室136内生成的特定信号。仅作为举例而言,白色表面可用于增强信号,黑色表面可用于减少信号(例如,噪声)。在一些实施例中,孢子115可设置在官能化表面上,以促进孢子115在期望的表面上固定化。例如,此类官能化表面可由壳体102的内表面、孢子贮存室136的内表面来提供,可形成孢子基底的一部分或者结合到孢子基底等等,或者它们的组合。在一些实施例中,孢子115被设置(例如,通过涂覆施加方法或其他施加方法)在微结构化表面或微复制型表面上(例如,诸如在Halverson等人的PCT公开N0.W02007/070310, Hanschen 等人的美国公开 N0.US2003/0235677 和 Graham 等人的 PCT
发明者杰弗里·C·佩德森, 塞拉嘉·常德拉帕蒂, 布赖恩·S·别胡恩, 巴里·W·罗博莱, 勒罗伊·J·朗沃思 申请人:3M创新有限公司

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